Телескоп – «зрительная труба» в небо
В 1607 году голландский очковый мастер Иоанн Липперсгей изобрел первую подзорную трубу, но в патенте ему отказали. Оказалось, что подобные «трубки» с линзами уже использовались, в том числе и моряками. Кроме того, чертежи простейшего линзового телескопа оставил после себя великий Леонардо да Винчи аж в 1509 году. В его записях сохранилась строчка: «Сделай стекла, чтобы смотреть на полную Луну».
Космический телескоп «Хаббл», вид с космического шаттла «Дискавери» во время второй миссии по обслуживанию телескопа
Это и сделал Галилео Галилей. Он первым направил подзорную трубу в небо, превратив ее в телескоп. В 1609 году он создал свою первую зрительную трубу с трехкратным увеличением, а затем – и телескоп с восьмикратным (!) увеличением. Дальше – больше: Галилей смастерил метровый телескоп с 32-кратным увеличением и диаметром объектива 4,5 сантиметра. С его помощью Галилей сделал ряд открытий.
С телескопом астрономические дела пошли быстрее, и благодаря этому устройству и его вариациям ученые сделали множество удивительных и важных открытий.
Теория относительности и теория Большого взрыва
Величайшим прорывом в науке стала общая теория относительности Эйнштейна. Согласно этой теории, пространство не является чем-то неизменным, а время имеет начало и конец и может течь по-разному в разных условиях. Кроме того, она утверждает, что пространство должно либо расширяться, либо сжиматься, а значит, Вселенная динамична, а не стационарна. Теория относительности до сих пор имеет вес в современной науке и во всем, что составляет реальность и принципы мира.
Если представить, что Вселенная безостановочно расширяется, значит, когда-то она была в сжатом состоянии. Событие, которое побудило плотный кусок материи расшириться, получило название Большого взрыва.
От наблюдений – к действиям!
Со временем людям стало невыносимо созерцать небосвод с поверхности Земли, и настала новая эра в изучении космоса – покорение Вселенной. В XX веке человек совершил множество больших и малых шагов:
• 4 октября 1957 года – запуск первого искусственного спутника Земли – «Спутник‑1»;
• 12 апреля 1961 года – Юрий Гагарин впервые полетел в космос;
• 16 июня 1963 года – совершен первый полет в космос женщины-космонавта – Валентины Терешковой на космическом корабле «Восток‑6»;
• 18 марта 1965 года – Алексей Леонов совершил первый в истории выход в открытый космос из корабля «Восход‑2»;
• 15 сентября 1968 года – космический аппарат «Зонд‑5» впервые вернулся домой после облета Луны. На его борту были черепахи, плодовые мухи, черви, растения, семена и бактерии;
• 21 июля 1969 года – Нил Армстронг стал первым из людей, кто высадился на поверхность Луны. Экспедиция корабля «Аполлон‑11» доставила на Землю и первые пробы лунного грунта;
• 19 апреля 1971 года – запущена первая орбитальная станция «Салют‑1»;
• 20 февраля 1986 года – на орбиту Земли вывели базовый модуль орбитальной станции «Мир».
Первый спутник
«Спутник-1» – первый искусственный спутник Земли. Этот советский космический аппарат запустили на орбиту 4 октября 1957 года. Запуск осуществили с 5-го научно-исследовательского полигона Министерства обороны СССР «Тюра-Там» (ныне – космодром Байконур)
С тех пор множество станций отправились к орбитам планет Солнечной системы и стали их искусственными спутниками. У ученых теперь есть возможность изучать пробы грунта с разных планет, а у простых людей – любоваться инопланетными панорамами.
Нил Олден Армстронг (1930–2012) – первый человек, ступивший на Луну 20 июля 1969 года в ходе лунной экспедиции корабля «Аполлон-11». Он был американским астронавтом НАСА, летчиком-испытателем, космическим инженером, профессором университета и военно-морским летчиком США
Глава VIIРоботы в космосе
Герои и смельчаки проложат первые воздушные тропы трасс:
Земля – орбита Луны,
Земля – орбита Марса и еще далее:
Москва – Луна,
Калуга – Марс.
Слышали «сказку» о том, что Землю рано или поздно завоюют роботы? Так вот, не только Землю, но и космос. Конечно же, это шутка. Ведь роботы призваны помогать человеку, в том числе и в освоении космического пространства.
Что такое космический робот и чем он отличается от обычного?
Космические роботы или, проще говоря, космороботы, помогают человеку работать в космосе. В отличие от уязвимого человеческого организма, машины не знают усталости, не подвержены вредоносному влиянию радиации, не мерзнут и могут функционировать при экстремально высокой температуре. Кроме того, роботам не нужны запасы кислорода, воды и пищи. А еще большинство роботов не требуют даже топлива, они получают энергию за счет использования солнечных батарей. Да и утрату бездушной машины принять проще, чем гибель живого космонавта.
«Луноход-1» с закрытой солнечной батареей
Чаще всего космических роботов «приглашают» на работу, если нужно взять образцы инопланетного грунта или пробу воздуха, просканировать материал и отправить землянам все необходимые данные. С этим бы мог справиться и обычный, «земной» робот. Но к космической машине есть несколько особых требований. Вот несколько из них. Косморобот должен:
• суметь перенести запуск, если это потребуется;
• работать в сложных и зачастую неблагоприятных условиях;
• иметь как можно меньшую массу;
• использовать энергосбережение;
• быть износостойким;
• работать в автоматическом режиме.
Чтобы приблизить существующих космических роботов к техническому идеалу, ученые постоянно модернизируют их. Они создают новые устройства и детали, более прочные и потребляющие меньше энергии, чем их предшественники.
Роботы обходятся науке дешевле, чем живые астронавты
Чтобы отправить на Марс космический аппарат с живым экипажем, придется затратить 200–300 миллиардов долларов. При этом полет будет безвозвратным! А еще понадобится несколько лет на подготовку и психологическую адаптацию членов экспедиции. Если же на Марс полетит корабль с роботом вместо живых людей, то полет обойдется в 5–10 миллиардов долларов. Так что роботы в космосе обходятся намного дешевле, чем люди
Самые популярные роботы-исследователи – это роверы, которые работают на автомате и хорошо приспособлены для передвижения по инопланетной поверхности. Как правило, они оснащены камерой, передатчиком для связи с Землей и солнечными батареями для длительной автономной работы.
Луноходы – роботы, изучающие Луну
17 ноября 1970 года с советской межпланетной станции «Луна‑17» на поверхность спутника Земли отправили первый в мире дистанционно управляемый самоходный аппарат «Луноход‑1». Эта машина успешно справилась с поставленными задачами: изучение лунного грунта, радиоактивного и рентгеновского излучения.
Технические характеристики «Лунохода‑1»
• Наименование: аппарат 8ЕЛ № 203
• Масса – 756 кг
• Длина – 4,42 м
• Ширина – 2,15 м
• Высота – 1,92 м
• Диаметр колес – 51 см
• Ширина колес – 20 см
• Колесная база – 170 см
• Ширина колеи – 160 см
У каждого из восьми колес этого аппарата был свой электродвигатель и свой тормоз, благодаря которым робот мог ездить не только вперед-назад, но и объезжать глубокие кратеры и скалы. В качестве приводов использовали электродвигатели, ведь другого «горючего» на Луне нет. Электричество робот брал из солнечной батареи, установленной на крышке его приборного отсека. Мощность батареи равнялась 180 ватт. Вместо глаз у «Лунохода‑1» были телекамеры, которые передавали на Землю картинку с частотой смены кадров от 1 в 4 секунды до 1 в 20 секунд.
Оборудование «Лунохода‑1»
• Две телекамеры – действующая и запасная, четыре панорамных телефотометра
• Рентгеновский флуоресцентный спектрометр
• Рентгеновский телескоп
• Одометр-пенетрометр
• Детектор радиации
• Лазерный рефлектор
• Антенна для передачи информации на Землю
«Луноход‑1» проработал в 3 раза дольше запланированного срока, чуть дольше 301 дня, и успел проехать по лунной поверхности 10540 метров. Аппарат передал на Землю 211 панорам и около 25000 фотографий с Луны. Однажды луноход не вышел на связь из-за выработки изотопного источника теплоты, поддерживающего температуру внутри робота.
«Луноход‑2» – второй дистанционно управляемый самоходный аппарат. Он был разработан для фото- и видеосъемки, проведения экспериментов с наземным лазерным дальномером и прочих операций. Его доставила на Луну 15 января 1973 года автоматическая станция «Луна‑21». Аппарат обладал практически такими же техническими характеристиками, как и «Луноход‑1». Главным отличием «Лунохода‑2» от «Лунохода‑1» было наличие третьей телекамеры, установленной на уровне человеческих глаз, что позволяло роботу «смотреть» намного дальше. При посадке у лунохода повредилась система навигации, поэтому экипажу пришлось ориентироваться по Солнцу и звездам.
Этот аппарат проработал почти 5 месяцев, за которые он прошел по Луне 37 километров, передал на Землю 86 панорам и около 80 000 кадров телесъемки. В конце своей недолгой жизни «Луноход‑2» перегрелся и вышел из строя.
Марсоходы – первые исследователи Марса
Если луноходы были созданы для изучения Луны, то марсоходы, соответственно, придумали для исследования Марса. В 2004 году на поверхность Красной планеты запустили аппараты-близнецы: марсоходы «Спирит» и «Оппортьюнити». Это не первые в мире роботы на Марсе. Их целью было определить, была ли все-таки когда-нибудь на Марсе вода или нет.